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植物看得見你:還聞得到、知道蟲子的Size、有方向感、有記憶 ── 你想像不到的超強感受力!
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  • 書已絕版已絕版,無法販售
  • 植物看得見你:還聞得到、知道蟲子的Size、有方向感、有記憶 ── 你想像不到的超強感受力!

  • 作者:丹尼爾.查莫維茲(Daniel Chamovitz)
  • 出版社:麥田
  • 出版日期:2012-08-30
  • 定價:260元

內容簡介

本書是美國老牌出版社FSG與《美國科學人雜誌》最新合作的首打書,由植物學界國際知名學者丹尼爾執筆,以輕鬆有趣的方式探討植物學的最新發現。 每章分別以一種人類知覺為主,比較這種知覺感受在人類和植物之間的異同。 「其實,植物是我們自身演化過程的另一個可能的結果,只是在大約二十億年前分歧而出並演變至今。」 ──丹尼爾‧查莫維茲 你今天是穿紅襯衫還是藍襯衫?其實,植物都「看」得一清二楚! 植物沒有你以為的那麼簡單。小心了!植物「知道」不少事呢!! 儘管植物先天不足,沒有腳可以逃之夭夭,但從遺傳學來看,植物比動物更加複雜。 這是一本讓人對植物的知覺感受刮目相看的有嚴謹實驗佐證的科普書。 【精采內容】 植物會記得每天幫它澆水的人嗎? 植物會計算黑夜有多長嗎?也會有時差嗎? 植物在黑暗的環境裡反而長得高? 要果實早點成熟拿香拜一拜就行了?! 為什麼一根熟黃的香蕉能夠讓青澀的蘋果早熟? 植物有觸覺嗎?會分辨冷熱嗎? 植物會感到疼痛嗎?常常摸它好嗎? 植物聽齊柏林飛船還是巴哈的音樂會長得比較好? 罵植物髒話它就會枯萎嗎? 如果將根朝上、芽朝下,根會朝上長嗎? 植物記得去年被蟲子咬傷、大病一場的事嗎? 被蟲子咬過的地方比較甜嗎? 植物知道現在是春天還是秋天嗎? 人會自我了斷,植物也會想不開嗎? 植物有一組判斷光線的基因,在人類的DNA裡竟然也有這群基因!! 找出植物的「眼睛」在哪裡 植物界奉為經典的實驗: 假設植物的「眼睛」長在幼苗的頂端而非幼苗朝光源彎曲的部位,然後用下面的五種方法檢測幼苗的向光性: a. 第一株幼苗未經處理。 b. 第二株幼苗的頂端被切除。 c. 第三株幼苗的頂端用不透光的罩子罩住。 d. 第四株幼苗的頂端用透明玻璃罩罩住。 e. 第五株幼苗的中段用不透光的管子套住。 結果未經處理的幼苗 (a) 當然會趨近光源,而中段套有不透光管子的幼苗(e)同樣傾向光源,但卻發現頂端被切除 (b) 或被不透光的罩子罩住的幼苗(c)就像「眼盲」一般,沒辦法看到並趨近光源;而在第四株幼苗(d)的例子中,他們發現即使在頂端用罩子罩住,幼苗仍然會傾向光源,和第三株幼苗(c)的差別只在於第四株的罩子是玻璃罩,光可以穿透照在幼苗的頂端。 【專業推薦】 ◎黃玲瓏(臺灣大學生命科學系教授) ◎孫義方(東華大學自然資源與環境學系副教授) ◎金恒鑣(珍古德教育及保育協會理事長) ◎黃裕星(林業試驗所所長) ◎高文媛(臺灣大學生態學與演化生物學研究所教授)

目錄

◎推薦一 讓我們一起進入植物的感受世界
◎推薦二 植物的隱形語言
◎推薦三 和我們一樣奧妙的植物
 
◎前言

◎第一章 植物看到了什麼 
◎第二章 植物聞到了什麼 
◎第三章 植物的觸覺 
◎第四章 植物聽到了什麼 
◎第五章 植物的方向感 
◎第六章 植物的記憶 

◎後記 草木有知 
◎謝誌

序跋

前言


  我年輕時曾於1990年在耶魯大學做博士後研究,當時就開始對植物是否和人類一樣有感官知覺的議題產生興趣,可能是家裡已經有六個醫生了,所以一直以來我只想研究與人類無關而且專屬於植物的生物程序。我選定植物如何利用光操控生長發展的議題,在研究中發現植物必須借助一群獨特的基因來判斷所處的環境是有光還是漆黑一片1,令我訝異的是後來進一步發現人類的DNA裡也有這群基因2,而這和我原先只要研究植物的想法完全相左。從這個發現自然會衍生出一個問題:這些似乎是「植物特有」的基因在人體中有什麼作用?經過研究人員多年來的努力鑽研3,我們現在知道這些基因不僅存在植物和動物的體內,甚至在調節植物和動物對光的反應以及其他發展過程中扮演著重要角色!

  由此我體認到植物和動物在遺傳上並不像我先前以為的有天壤之別,即使研究主題慢慢由植物對光的反應轉成以果蠅為材料的白血病研究,我仍然開始探索植物和人體生理之間相呼應的地方,植物雖然不至於像電影裡的吸血盆栽那樣會開口說:「西蒙,餵我!」但是我發現很多植物其實「知道」不少事。

  其實我們自家後院的花草樹木就具有極為精密繁複的感官機制,只是我們很容易就忽略了。大部分的動物可以自行覓食、交配、選擇棲息地、在風雨中尋覓避難所,或在季節變換時遷徙。反觀植物卻必須待在原地忍受並且適應變化無常的天氣、步步進逼的惡鄰和攻城掠地的害蟲,無法遷移到更好的環境,正因為如此,植物演化出複雜的感覺和調節系統,來調節本身的生長以便適應詭譎多變的環境。榆樹必須測知隔壁鄰居有沒有擋住陽光,這樣才能想辦法朝有陽光的方向生長;萵苣必須知道有沒有貪婪的蚜蟲要將它吞吃殆盡,這樣才能適時分泌毒素殺死害蟲;黃杉必須要能感知到強風在吹襲它的枝葉,這樣才能長出更強壯的樹幹來抵禦;櫻桃樹必須知道什麼時候該開花。

  從遺傳學來看,植物比動物更複雜,而生物學史上幾項最為重大的發現也是源自植物研究:虎克(Robert Hooke)在1665年利用自製的顯微鏡研究軟木塞時首先確認細胞的存在;十九世紀,孟德爾(Gregor Mendel)藉由培育豌豆奠定了現代遺傳學理論的基石;二十世紀中葉,芭芭拉.麥克林托克(Barbara McClintock)在研究硬玉米時發現遺傳基因會跳躍,也就是「轉位作用」,而我們現在知道這些「跳躍基因」不僅是所有DNA的共通特徵,更與人體中的癌細胞息息相關。此外,現今公認達爾文為演化論之父,而他最重要的科學發現中有好幾項皆專屬於植物學領域,在本書接下來的論述中也將提及其中幾項重要的發現。

  我用植物「知道」這個動詞很明顯地並不精確,植物沒有中樞神經系統,也沒有大腦可以統整體內各部位傳來的資訊,然而植物的不同部位之間彼此緊密聯繫,根與葉、花與莖之間不停地互相交換關於光、溫度和空氣中的化學物質等資訊,讓植物得以長成最適合環境的形態。雖然我們不能將人類的行為與植物在其世界中的運作方式畫上等號,不過我還是請求讀者在書中出現通常只限於描述人類經驗的用詞時給與包容。當我探討植物「看到」或「聞到」什麼的時候,我的意思並不是說植物有眼睛、鼻子或是可以將接收到的感覺信號解讀為某種情感知覺的大腦,而是希望透過這樣的用詞啟發人們對於視覺、嗅覺的嶄新想法,以全新的眼光看待植物,甚至進一步省思人類的本質。

  儘管如此,本書與《植物的祕密生命》(The Secret Life of Plants)一書的立論並不同,不會告訴你植物就跟我們人類一樣。《植物的祕密生命》極為暢銷,但卻沒有嚴謹的科學實證支持,而知名的植物生理學家亞瑟.蓋斯頓(Arthur Galston)早在1974年這本書大賣時就提醒我們要小心那些「沒有適切證據就提出的古怪聲明」4,這本書可能會誤導輕信書籍的讀者,或是讓科學家避忌探究任何暗示植物的知覺(senses)可以和動物相提並論的研究題目,進而造成以植物行為為主題的科學研究停滯不前。

  《植物的祕密生命》引發各界爭議之後的三十多年間,科學家在植物學領域的研究有不少新的進展和發現,本書即探討植物學的最新發現並主張植物確實有知覺。書中當然不可能涵蓋當代科學界對於植物的知覺的所有討論,因為這個主題若要完整論述足以寫成一本教科書,而且可能只有最為勤勉的讀者才唸得下去。因此我在每章中分別以一種人類知覺為主,比較這種知覺在人類和植物之間的異同,討論植物如何接收、處理感覺的訊息,以及這種知覺在植物生態層面上的涵義,每章中同時也會包含過去和現在對於特定的植物知覺的觀點。討論的範圍涵蓋視覺、觸覺、聽覺、本體感覺和記憶,不過我雖然在其中一章討論嗅覺,但並未著重與嗅覺密切相關的味覺。

  我們的生活高度依賴植物:我住的木屋是由緬因州森林砍伐下來的原木建造而成的,起床之後沖泡的咖啡來自巴西栽種的咖啡豆,套上的棉質上衣是用埃及生產的棉花製成,我在紙張上印出報告後開車出門送小孩上學,車子的輪胎是以產於非洲的橡膠為原料,而車子所用的汽油源自數百萬年前死去的蘇鐵。從植物可以萃取出各種化學物質,有的可以製成阿斯匹靈用來減輕發燒症狀,有的可以提煉出治療癌症用的紫杉醇。小麥促成了一個時代的沒落和另一個時代的興起,而不起眼的馬鈴薯竟然引起大規模的人口遷移。直至今日,植物依舊能讓我們刮目相看並啟發我們的靈感:雄偉參天的紅杉是地球上現存最大的獨立有機體,藻類則屬於最小的其中之一,而玫瑰可以讓任何人綻放微笑。

  既然知道了植物對人類的貢獻,何不花一點時間瞭解科學家對於植物有什麼新發現呢?讓我們一起展開探索之旅,看看植物的內在生活中隱藏了什麼科學原理,就從待在後院消磨時間的植物究竟「看到」什麼開始吧!

內文試閱

第二章 植物聞到了什麼


「據說石塊曾經自行移動,而樹木曾經開口說話。」
-莎士比亞,《馬克白》


無從解釋的現象

  祖母沒有唸過植物學或農學,甚至沒有唸完高中,但是她知道只要在牛皮紙袋裡放一根熟了的香蕉就能讓還很硬的酪梨變軟。祖母是從她的母親那裡學到這個祕訣,而外曾祖母又是從她自己的母親那裡學來的,如此代代相傳。其實這種做法可以追溯到上古時期,古代社會中流傳著各式各樣催熟水果的方法:古埃及人會切開幾顆無花果讓整堆無花果熟得更快,而古時候的中國人會在儲存梨子的房間裡燒香催熟。

  二十世紀初,佛羅里達州的農人把柑橘放在棚子下用煤油加熱器加熱催熟,他們相信加熱就能讓水果更快熟成,當然這個結論乍聽之下很合乎邏輯。不過當他們改為開電暖器之後卻發現柑橘這次拒絕合作,你大概可以想見他們驚詫失望的表情。如果真正具有催熟魔力的不是熱,那難道是煤油嗎?

  事實證明的確是煤油。1924年洛杉磯一名任職美國農業部的科學家法蘭克.戴尼(Frank E. Denny)發表研究結果,指出煤油煙含有微量的乙烯,只要施放純乙烯就可以催熟任何一種水果2。戴尼用來實驗的檸檬對乙烯的反應極為靈敏,每一億個氣體分子中只需要一個乙烯分子就足以催熟檸檬。同樣的道理,中國人燒的香的薰煙裡也含有乙烯。根據這個簡單的科學模型,我們可以說水果「聞到」薰煙中的微量乙烯,將這個味道轉譯為快速成熟的信號。鄰居烤肉時傳來煙味,我們聞到了就會流口水;而空氣中出現乙烯,植物探測到了就會變得軟熟。

  不過這樣的解釋並沒有回答兩個很重要的問題:第一,植物究竟為什麼對煙裡的乙烯有反應?第二,那麼祖母在袋子裡同時放兩種水果和埃及人切開無花果的祕訣又要怎麼解釋?劍橋大學科學家理查.甘恩(Richard Gane)於1930年代進行的研究為我們提供了部分解答;甘恩分析熟成蘋果四周的空氣,發現含有乙烯3。接續甘恩具開創性的研究結果,康乃爾大學波依斯.湯普森研究所(Boyce Thompson Institute)的實驗團隊在一年之後指出乙烯就是讓所有水果成熟的植物激素,而後續又有多項研究指出包括無花果在內的所有水果都會散發這種有機分子。所以不只薰煙裡含有乙烯,一般的水果本身就會散發乙烯。埃及人將無花果切開的時候,其實是讓乙烯更易於釋放。我們如果把一根熟了的香蕉放進裝著未成熟的梨子的袋子裡,香蕉會釋放乙烯,梨子「聞到」之後就會加速熟成;這兩種水果會互相交換熟成狀況的情報。

  當然,水果利用乙烯交換熟成信號的能力還沒有演化到讓我們隨時想吃熟梨子就能吃到的程度,然而這種植物激素演化成一種調節器,可以調節植物在面對乾旱或受傷等逆境的反應,即使是苔蘚類這麼細小的植物,從初生到死亡的生命階段中都會自然釋放乙烯。而乙烯對於植物老化又格外重要,因為乙烯主要負責調節葉片老化,也就是控制秋天葉片變黃掉落的過程,此外在果實成熟時也會產生大量的乙烯。蘋果在成熟時釋放的乙烯不僅能夠確保整棵樹上的果實一起成熟,也能促使鄰近的蘋果樹的果實一起成熟,這樣就能釋放出更多的乙烯,結果就是在乙烯籠罩之下的整片蘋果海。從生態學的觀點來看,植物這麼做也能保證順利播種,因為動物會被這些「現摘即食」的桃子和莓果吸引。被大量乙烯催熟的軟熟果實一字排開,很容易就讓動物上門光顧,等到這些食客飽餐完畢做鳥獸散之後就能為植物散播種子了。

第三章 植物感覺到什麼?


維納斯的陷阱

  維納斯的捕蠅陷阱1(也稱捕蠅草)是在被碰觸後會有所反應的代表性植物,在北卡羅萊納和南卡羅萊納州的酸沼中都可見到它的蹤跡。由於這裡的泥土缺乏植物需要的養分氮和磷,為了在貧瘠的環境中生存,捕蠅草除了從光獲得養分之外還發展出捕捉昆蟲吸取養分的奇異能力,甚至連小動物也能捕捉,於是它們白天像其他綠色植物一樣進行光合作用,到了晚上就變身肉食類植物,利用動物蛋白補充營養。

  捕蠅草的葉片非常好認:它的葉片以中肋為中心,分成左右兩個裂片,裂片邊緣生有細長凸出形似梳齒的刺毛,這兩個裂片各有一邊像被鉸片連在一起,平時會以某個角度呈V字形打開,裂片內側呈粉紅和紫色,會分泌令很多生物難以抗拒的蜜汁,等到謙遜的蒼蠅、好奇的甲蟲,甚至四處閒逛的小青蛙爬過裂片表面時,兩個裂片會以驚人的力量彈夾合攏,將毫無警覺的獵物夾在中間,而監獄欄杆般的纖毛會互相鎖住讓獵物難以脫身2。這種捕蟲陷阱關上的速度快如閃電,絕不像我們揮打擾人蒼蠅時那麼遲鈍無用,兩個裂片彈起合上的時間不超過十分之一秒。一旦抓到獵物,陷阱內就會開始分泌消化液將可憐的獵物分解吸收。

  連達爾文也驚嘆於捕蠅草的驚人能力,他和其他幾名科學家首先深入研究捕蠅草及其他食肉植物並發表相關論文,達爾文在其論文中描述捕蠅草是「世界上最神奇的〔植物〕之一」3。從達爾文對於食肉植物產生興趣進而研究的例子可以知道,純粹的好奇心可以為訓練有素的科學家帶來石破天驚的發現。他在1875年出版的論文《食蟲植物》(Insectivorous Plants)的卷首寫著:「1860年的夏天我在薩塞克斯(Sussex)的荒野注意到圓葉毛氈苔(Drosera rotundifolia)的葉片抓到的昆蟲竟然如此之多,這個發現著實令人吃驚。我曾聽說植物會捕捉昆蟲,但也僅止於此。」4達爾文就這樣從對食肉植物幾乎一無所知,到後來成為十九世紀研究捕蠅草在內的食肉植物的首席專家,而他的著作到今天仍然有人引用。

  我們現在知道捕蠅草可以感覺到獵物的存在,並且藉由感覺判斷爬過陷阱的有機體的體型適不適合捕食。在裂片粉紅色的內側生有幾根黑色粗毛,而黑毛的作用就是啟動機關讓裂片彈起合上,但是如果經過的獵物只接觸到一根黑毛那還不至於觸發陷阱。科學家發現至少要有兩根黑毛在20秒之內接連被碰觸才會有所反應,這可以保證獵物的大小剛好適合捕食,不至於在陷阱關上之後還能掙脫。這些黑毛極度敏感,但是它們也非常挑剔。達爾文在《食蟲植物》一書中如此記述:

  如果只是水滴或細流由較高處落在細絲般的細毛上,如刃的葉片並不會因此合上⋯⋯無疑地,即使大雨滂沱,這株植物也無動於衷⋯⋯我用一根尖頭細管多次用盡全力朝著細毛吹氣,但是它們不為所動;不管是大力吹氣還是強風吹襲,它們同樣冷漠以對。由此可知,細毛雖然敏感但只對特別的狀況有所反應。5

  雖然達爾文在後文詳細敘述各種會啟動陷阱的狀況,以及植物如何藉由動物蛋白補充營養,但是他無法解釋植物是用什麼樣的信號機制來區分雨滴和蒼蠅,並且判斷是後者後快速啟動陷阱。他認為葉片一定是從獵物身上聞到某種肉味,於是在葉片上放了各種蛋白質和其他物質進行測試,可惜徒勞無功,因為不管他放什麼都無法觸發陷阱合上。

  與達爾文同時代的約翰.伯登-桑德森(John Burdon-Sanderson)的研究則有了重大突破,從此揭開捕蠅草陷阱的觸發機制之謎6。內科醫師出身的伯登-桑德森在倫敦大學學院教授實用生理學,他研究過從青蛙到哺乳類等各種動物體內的電脈衝,在和達爾文通信之後就對捕蠅草特別著迷。伯登-桑德森在捕蠅草的裂片上小心翼翼地放了一個電極,他注意到裂片上的兩根細毛受到推擠的時候會產生動作電位,和他研究動物的肌肉收縮時觀察到的現象很相似。他發現電流在觸發之後需要幾秒鐘的時間才會回復休止的狀態,於是他瞭解到當昆蟲輕觸陷阱裡的細毛時,其實是在兩個裂片上引起「去極化」反應。

  歷數伯登-桑德森一生所做的科學研究,最重大的成就莫過於發現捕蠅草裂片中的兩根細毛受到壓力時會產生電信號並啟動陷阱,而這也是科學界首次有人證明植物的發展受到電活動調節,但是伯登-桑德森只能假設電信號會直接導致裂片合上。一直到了超過一百年之後,阿拉巴馬州奧克伍大學(Oakwood University)的亞歷山大.沃爾科夫(Alexander Volkov)的研究團隊終於證明電刺激本身就是導致裂片合上的信號7。他們以電休克治療的方法測試張開的裂片,發現即使沒有直接接觸裂片的細毛,只要有電流通過就可以讓裂片合上。沃爾科夫和之前其他科學家的實驗結果8也證實捕蠅草記得是不是只有一根細毛被觸動,它會等到另一根細毛也被觸動了才合上裂片。一直等到沃爾科夫最近的這項研究結果公布,我們才得以進一步瞭解捕蠅草如何記憶有幾根細毛被碰觸了的內在機制,這個部分會在第六章進一步探討。在進一步瞭解植物如何記憶之前,我們需要先花一點時間瞭解電信號和葉片的運動之間的關係。

延伸內容

讓我們一起進入植物的感受世界


◎文/黃玲瓏(國立臺灣大學生命科學系教授)

  教學近三十年來,還沒有學生問過我植物是否「看得見」、「聞得到」或是「聽得見」,以及「植物會不會思考與回答」等問題。植物沒有腦,也沒有神經,她們不會因為被折斷一段枝條、被摘掉一片葉子或一朵花而痛得哀哀叫,反而是靜靜地再抽出新的枝條,長出新的葉子,並且繼續綻放美麗的花朵。人們確實已經太習慣它們的沉默,忽略了去關心植物到底「知道」些甚麼。說來,植物能夠接受外界的刺激並產生反應,這對一個植物學學者或是生物學相關科系的學生而言,並不是件新鮮事,部分相關的知識早已在普通植物學或生物學的教科書中有所闡述,但的確很少有人把植物的感受與人類的感官相提並論。因此當我接觸到這本書時,直覺認為這真是普羅大眾進一步瞭解植物也能「感受」的好機會,因此答應為之審定翻譯本並撰寫推薦文。

  想想看,櫻花怎麼知道春天來了? 楓葉又怎麼知道秋天到了?豆芽是如何知道要往上長?根又怎麼知道應該往下鑽?菟絲子如何找到宿主?捕蠅草又怎麼知道在什麼時候閉合才能享用昆蟲大餐?葉子遭受到昆蟲襲擊的植物,真的只能坐以待斃嗎?鄰近的同類又該如何因應以求自保呢?人類的語言演變中,並沒有針對植物的感受和反應創造出適當的文字,但是,如果植物真的是又聾又瞎,她們該如何和複雜而多變的環境互動,並進一步地適應、生存與繁衍呢?

  本書的作者丹尼爾‧查莫維茲任教於以色列特拉維夫大學,是曼納植物科學中心的主任,他有許多重要發現刊登在國際知名的生物學學術期刊。出身於醫生世家的他,卻對植物科學富有熱誠,1990 年代,查莫維茲博士在耶魯大學進行博士後研究時,發現植物體內有一群獨特的基因負責掌管對光的接收。更讓人驚訝的是,在後來的研究中,他發現這些基因居然也存在人類基因組當中,自此之後,他對於植物與人類感官之間的對應感到無比著迷。在本書中,作者巧妙地引導著我們,就對應於人類視覺、嗅覺、觸覺、聽覺、記憶和感知能力等等的植物感受能力,探索植物是如何和我們一同分享這美麗的地球。

  或許你曾經閱讀過《植物的祕密生活》(The Secret Life of Plants)一書,這本書以擬人化的文字、具說服力的優美字句,讓讀者誤以為植物是利用和人類一樣的方式來感受這個世界。相對於《植物的祕密生活》,丹尼爾‧查莫維茲認為植物感受這個世界的方式和人類截然不同,在本書中,他藉由引述許多科學史上以及近代植物科學研究的重要實驗結果,說明植物正以相當獨特而且有效率的方式在感受這個世界,並且能迅速地做出適當的反應。

  這是一本容易閱讀且令人著迷的書,本書的翻譯文筆亦相當適宜。您將在閱讀本書時,從許多奇妙有趣的科學實驗中獲得一些答案,並從中找到更好的方法來探索這個讓您感到驚奇的植物世界。期待在讀完本書時,您將不再無動於衷地穿梭於植物枝葉之間,也不會一廂情願地認為植物是沒頭沒腦且又聾又瞎的;相反的,您將會發現植物的開花、落葉並非漫無目的;它們的枝條向上長、根端向下鑽並不是巧合;而菟絲子尋找宿主的過程也不是瞎子摸象,捕蠅草葉片的閉合更非無的放矢!

  讓我們好好閱讀這本書,一起進入植物的「感受」世界,共同分享這美妙的地球。

植物的隱形語言


◎文/金恒鑣(珍古德教育及保育協會理事長)

  從生理結構上,我們總認為植物與動物的最大區別之一,為植物不像動物般具有高度的感覺能力與精密的神經系統。換言之,植物沒有腦與神經系統,不能接收與傳遞外來的刺激而做出反應,同時也沒有記憶的能力與疼痛的感覺。事實上,果真如此嗎?

  這本《植物看得見你》便是通過科學研究,證明植物不但具有感覺與溝通的能力,而且有記憶與處理本身及外界信息的能力。本書修正了大部分人對植物行為的誤解。

  有些植物對外界的擾動會有明顯的反應。例如,含羞草被人類碰觸會合攏其羽狀複葉,垂下葉柄,做枯萎狀。這種行為,據說有驅離或嚇阻吃它的動物的效果。它的根與葉含有含羞草鹼,能降低被動物吃食的機會。另外一種肉食性的植物叫做捕蠅草,具有敏銳辨識、精挑獵物的能力,同時有敏捷的捕捉獵物之行動力。過去大抵認為植物的這些反應只是機械構造使然,不認為植物具有真正的「認知、辨識及主動」的能力。

  最近十年來,有一群以歐洲與澳洲為主的「植物溝通與行為學」研究者,積極揭露植物長期演化出來許多被人忽略的行為,這些行為反映出植物具有若干類似動物的行為。用人類的語言說,它們可表達意見,看得見外界,不聾不啞、有嗅覺、有觸覺,甚至有記憶的能力,可處理收到的信息及做出適當的反應,幫助它們發育、生存、擇偶與繁衍,一如許多動物般。

  澳洲在2005年成立「植物信號與行為學學會」,出版了《植物信號與行為學學刊》,專門刊登植物的資訊結構與功能之研究論文。本書提到的兩位科學家:義大利的斯特凡諾‧曼科蘇 (Stefano Mancuso) 與英國的湯尼‧特里華瓦斯 (Tony Trewavas) 均為該學刊的主編。他們與另一位主編德國的弗蘭蒂克‧巴盧卡 (Frantiek Baluka) 合編了一本《植物的信息溝通:有關植物生命的神經》論文集,收錄了二十八篇專論,討論植物組織系統的所有層級(從分子、細胞、生物體到群落)的信號發出與信息溝通的行為。論文結語指出植物是高智能與社會性的生物體,而非靜態、被動、無反擊力與各自獨立的生命個體。至此,這門新研究領域,雖然不夠成熟,卻有了專屬的資訊交換平台,研究成果日益受到其他主流植物學家的重視。

  植物與其他生物體及與環境之間有非常複雜的互動現象和行為,這種關係可提高植物的環境適應力與存活率及繁殖率。這直接的關係還可延伸出其他的間接關係。例如,歐洲的玉米品系的根會主動認知吃它的玉米根蟲,並發出化學信息,招引其天敵 (線蟲) 前來,協助玉米殲滅吃它的根蟲。疆南星植物的葉莖受到病原體的感染時,會製造並釋放揮發性化學物質到空中,通知鄰近未感染的植物,使其及早提高警覺並啟動抗病原體的免疫系統。科學家仿製該類化學物來防治作物的病蟲害,減少農藥用量,達到環境保護與節省生產成本的目的。

  本書的末章談到植物能儲存信息,並在一段時間後遇到相同的遭遇時還能做出反應。這一點極為神奇,這在本書的第六章有簡要的說明。全書附有作者引用的文獻供讀者參閱,此實為一本好科普書的樣例。

  走筆至此,記得有一位西班牙哲學家邁克爾‧馬爾德 (Michael Marder) 提出一個令人省思的生命倫理議題。他說,如果你想像一個擁有記憶與有分享資訊能力的生命,且具有演化力與自成社會系統,你認為這會是什麼生命體?或許你認為這不正是人類嗎?或者不正是動物嗎?很少人會聯想到這會是植物。植物具有五感,有類似動物的神經,能記憶,對外界有明確的反應,植物個體間可互通信息,具有社會性,這樣一種具有智能的生命,卻遭到人類無心理負擔地摧毀,只因認定植物沒有大腦,沒有疼痛的感覺。當我們取植物體為食、伐木取材、焚草農耕時,如何正視生命倫理觀帶來的不安與挑戰?

和我們一樣奧妙的植物


◎文/孫義方(東華大學自然資源與環境學系副教授)

  植物也有感覺嗎?他們能知道今天是刮風還是下雨?是冷是熱?還是他們也能彼此溝通、交換訊息呢?他們也會記得之前發生過的事嗎?對大多數人來說,植物只是綠綠的一個東西,總是靜靜地在那兒。不像動物一樣,能跑能跳,能尋找食物、配偶及躲避危險。身為動物的我們,礙於自身的感官限制及行為模式,很難設身處地把自己變成植物,來思考植物如何面對及解決環境帶來的挑戰。

  作為植物的最大挑戰之一,就是植物是固著式生長。也就是說,一旦種子發芽長成小苗後,未來的五年、十年甚至數百年的時間,這棵植物就得忍受所在環境帶來的任何挑戰,不論是物理環境的變化,例如低溫、乾旱,或是生物因子的挑戰,例如鄰居的競爭或是草食動物的啃食。從生命演化的角度來看,植物比動物還早出現在地球上,經過億萬年的演化、歷經無數環境的挑戰,如果它們無法感知四周變化,發展出適應方式,又如何能生存於地球的各個角落並欣欣向榮呢?

  如果你很好奇聽音樂的植物會不會長得比較好?摘果子或是修剪枝條時植物知不知道?植物被草食昆蟲啃食時能不能通知同伴?植物又怎麼知道莖要往上長,根要往下長呢?這本書為您提供了最完整的資訊,也讓您瞭解植物的神奇與奧妙。本書作者學識豐富,旁徵博引找到各種證據來說明植物的不同感覺是如何發展出來的。為了讓讀者能深入瞭解並體會植物感覺與動物感覺間的相關性,作者從人或動物的角度出發,詳細說明不同感覺的形成及傳導機制,然後導入植物感覺的機制及其與動物感覺有何不同又有何相同之處。

  閱讀本書除了瞭解植物的感覺及大自然的奧妙之外,作者也將這些科學研究的歷史及過程娓娓道來。此外,作者也將追尋答案的思考過程及實驗方法清楚交代,所以本書也是極佳的科普讀物。許多作者舉的例子,對大多數的我們並不陌生。因為我們在國中或高中都曾學過,只是在極度重視記憶及填鴨式教學的台灣,這些有趣的思考過程被當做冷冰冰的考試答案了!

  這本書深入淺出地介紹了研究植物感覺的科學歷史及思考過程,讓我們瞭解植物的神奇、奧妙及科學研究的有趣。相信看完本書之後,大家會和我一樣,對植物、對科學研究都有更深入的瞭解。更期望我們也會以完全不同的態度,面對跟我們一樣神奇的植物,並發自內心的珍惜身邊各種植物及其生存環境。

作者資料

丹尼爾.查莫維茲(Daniel Chamovitz)

生於賓夕維尼亞州的阿勒奎帕(Aliquippa),曾就讀哥倫比亞大學,後於耶路撒冷希伯來大學取得遺傳學博士學位。曾前往耶魯大學及西雅圖的弗雷德.哈金森癌症研究中心擔任訪問學者,亦曾於世界各地多所大學任教,現任特拉維夫大學曼納植物科學中心主任;研究主題包括植物與果蠅,已在國際知名期刊發表多篇相關研究論文。丹尼爾現與妻子和三名兒女居住在以色列的霍德夏沙隆(Hod Hasharon),個人網站:www.danielchamovitz.com。

基本資料

作者:丹尼爾.查莫維茲(Daniel Chamovitz) 譯者:王翎 出版社:麥田 書系:不分類 出版日期:2012-08-30 ISBN:9789861738031 城邦書號:RV1033 規格:膠裝 / 部分色彩 / 224頁 / 14.8cm×21cm
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